中立進化説

分子進化の中立進化説

• 1960年代後半-1970年代前半に木村資生らが発表した一連の論文
  • 当時はほとんどの多型はbalancing selectionによるものととらえられていたが、それではgenetic load (集団の最大適合度の比率で、deleterious genotypesを選択しないことで失われる）が大きくなりすぎるので、ほとんどの遺伝子はmonomorphicであると考えられた。
  • しかし、タンパクの配列解析と電気泳動により種内、種間で著明なアミノ酸配列多型が存在することがわかった。
  • 木村らは、ほとんどの多型は中立的な選択により固定されたという仮説のほうがタンパク質多型のパターンの観察と一致すると唱えた。これを分子進化の中立仮説、もしくは中立理論と呼ぶ。
• 中立仮説の発展は二つの基本的な観察にもとづいている。
  • ひとつめは、種間のアミノ酸配列の違いのレートはregular、もしくはclock-likeであるということである。自然選択が原因ならば、予測不能の環境変化を反映して、アミノ酸配列の置換はirregularlyになるはずである。
  • ふたつめは、種間のアミノ酸配列の違いのレートを考慮に入れると、種内での多様性レベルは集団の有効な大きさに比例するということである。自然選択説ではこれは予想されない。
• これらより、自然選択ではなく遺伝的浮動がほとんどの多型を維持していると解釈された。
• 木村は、中立仮説は自然選択説の重要な役割を否定するものではないと強調した。
  • 強力なnegative selectionは集団からいくつかのバリアントを排除することがあるが、それでも集団の多型レベルにはほとんど影響を与えない。
  • positive selectionのいくつかはmutationを固定するが、ほとんどの固定した違いは中立であるという結論はかわらなくても問題ない。
  • 木村の議論するところによると、残りの多型は選択的な中立アレルと、自然選択により排除されることのない弱いdeleterious alleleだという。